(10分)如图所示,倾角θ=37°的斜面底端光滑的水平面BC平滑连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道。质量m=0.50kg的小物块,从距地面h=2.7m处沿

(10分)如图所示,倾角θ=37°的斜面底端光滑的水平面BC平滑连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道。质量m=0.50kg的小物块,从距地面h=2.7m处沿

题型:不详难度:来源:
(10分)如图所示,倾角θ=37°的斜面底端光滑的水平面BC平滑连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道。质量m=0.50kg的小物块,从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小。
(2)物块沿圆轨道运动到最高点A后在空中做平抛运动落在水平面BC上,已知平抛
运动水平位移为1.8m,求物体运动至A点时对圆轨道的压力大小。
答案
(1)m/s
(2)NA=20.3N
解析
(1)物块沿斜面下滑过程中,在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动,
设下滑加速度为a ,到达斜面底端B时的速度为v,则:
   (2分)
            (2分)
代入数据解上述两式得:m/s       (1分)
(2)设物块运动到圆轨道的最高点A时的速度为vA,在A点受到圆轨道的压力为N,
则有:                       (2分)
由平抛运动规律得:                    (1分)
x=vAt             (1分)
解上述三式得:    N="20.3N             " (0.5分)
由牛顿第三定律可知:物块运动到圆轨道的最高点A时,对圆轨道的压力大小
NA="N=20.3N "       (0.5分)
举一反三
(10分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨的高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率,表中数据是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h



轨道半径r/m
660
330
220
165
132
110
内外轨高度差h/mm
50
100
150
200
250
300

(1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式,并求出当r=440m时,h的设计值
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,要求内外轨均不受车轮施加的侧向压力,又已知我国铁路内外轨间距为L=1435mm,结合表中数据,计算我国火车的转弯速率(取g=10m/s2。结果取整数,路轨倾角很小时,正切值按正弦值计算)
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一辆汽车保持恒定速率驶过一座圆弧形凸桥,在此过程中(   )
A.汽车做匀变速运动
B.汽车所受合力不变
C.汽车加速度大小恒定
D.汽车到达最高点时受到的支持力大小一定等于重力

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下列关于交通工具在转弯时的说法中正确的是(     )
A.汽车在水平路面转弯时需要的向心力来自汽车的牵引力
B.如果火车以规定速率转弯时内外轨道均不受侧向挤压,那么当行驶速率小于规定值时,内侧轨道将会受到的压力
C.飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时,飞机的翅膀一定处于倾斜状态.(空气对飞机的支持力与机翼平面垂直)
D.飞机从俯冲到拉起的一段轨迹可视为圆弧,在圆弧的最低点,驾驶员处于超重状态

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轻绳一端固定在光滑水平轴O上,另一端系一质量为m的小球,如图所示,在最低点给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P.下列说法正确的是(        )
A.小球在最高点时对绳的拉力为零
B.小球在最高点时对绳的拉力大小为mg
C.若增大小球的初速度,则过最高点时球对绳的力一定增大
D.若增大小球的初速度,则在最低点时球对绳的力一定增大

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一辆汽车通过某一拱形桥顶点时的速度大小为36km/h,汽车对桥顶的压力为车重的如果要使汽车在桥顶对桥面恰好没有压力,汽车过桥时的速度应        km/h。
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